Question

一道难以理解的化学题

如图所示，甲、乙之间的隔板K可以左右移动，甲中充入2 mol A和1 mol B，乙中充入2 mol C和1 mol He，此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应：2A（g）＋B（g） 2C（g），反应达到平衡后，恢复到反应发生前时的温度。是否可以根据活塞滑动与否可判断左右两边的反应是否达到平衡？如果能，说明理由；如果不能，计算活塞还在6处时隔板K最终停留在何处（不能解出答案，列方程也可）？
这是答案 不能判断（1分） K所在位置的数值x满足：[x/(2－x)]5＝(3＋0.5x)/(3－0.5x）

Answer 1

下面我再次修改我的答案。【原来的答案附在下面】
分析：题目给定条件是恒温、恒压，我们把乙容器中的气体假想为两部分：2molC占4体积，1molHe占2体积【它永远不变】，这样一来，把乙容器中到He不考虑时【连同体积】，甲乙能够达到完全相同的平衡状态，但是，这是不是像我原来答案中的“甲的减小和乙中C气体造成的增大恰好相等”呢？我们可以假设一个平衡状态试试，假设甲中生成0.1molC时就达到平衡，此时，甲中气体就会减小0.05mol，体积就会减小0.1体积；而乙中也应该是平衡时C为0.1mol，这样，反应了的C就是1.9mol，气体就会增加0.95mol，体积就会增加1.9体积。所以我原来答案中的“甲的减小和乙中C气体造成的增大恰好相等”是错误的！这样一来，就能够说明：1、我原答案后半部分的x=1就是正确的；2，前面一问的答案应该是“能”，当活塞停止移动时，两侧就都达到平衡了。
附：
此题有些表意不清：究竟是隔板和活塞都是自由移动呢？【前一问好像是这样】；还是隔板自由移动，而活塞受控制呢？？【后一问好像是这样】。下面按照都是自由移动回答：
不能。甲乙能够达到完全相同的平衡状态，甲容积会减小，乙容积会增大。隔板不再居中。但是甲的减小和乙中C气体造成的增大恰好相等。所以，活塞不移动。由于没有其它已知条件，无法确定平衡状态，所以只能知道隔板在0左面的0--2之间（不包括0和2）。
我们仿照答案的形式来确定一下K的位置：【首先确定K将向左移动，位置x就是甲减小的体积--即气体减小的物质的量的2倍，也就是乙增大的体积。】此时甲系统气体减小了0.5x mol,【此时甲系统气体一共（3-0.5x）mol；体积是6-x】生成的C就是xmol；因为两个平衡等效，乙系统就应该剩余xmolC，那么反应了的C就是（2-x）mol，乙系统的气体就是增大了（2-x）/2 mol,【此时乙系统气体一共[3+（2-x）/2]mol=4-0.5x mol；体积是6+x】，根据两侧压强相等，可以得到（6-x）：（6+x）=（3-0.5x）：（4-0.5x） 可以解出x=1 。实际上，用甲系统气体减小了0.5x mol=乙系统的气体就是增大了（2-x）/2 mol，也能解出x=1.

Answer 2

我晕，是竞赛题，当时我们老师说答案有点问题，很扯淡。